
加工金屬薄板是一般采用的是鈑金工藝,通過(guò)這種冷加工,使薄板在厚度上達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。加工的成品鈑金件能夠應(yīng)用在多種領(lǐng)域,比如家電、汽車、通信設(shè)備等。通過(guò)使用鈑金加工件一方面能夠使產(chǎn)品在外觀上的美化程度提高,另一方面能夠增加產(chǎn)品的安全性,降低生產(chǎn)一線工人在加工過(guò)程中的危險(xiǎn)程度。目前國(guó)內(nèi)在鈑金加工領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)還不夠高,高端鈑金的加工設(shè)計(jì)采用的是國(guó)外的技術(shù)。如何提高國(guó)內(nèi)鈑金加工水平,本文結(jié)合數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),對(duì)機(jī)床造型設(shè)計(jì)的鈑金分塊研究做了簡(jiǎn)要分析。
1 鈑金加工工序及分塊分析
工業(yè)設(shè)計(jì)師首先設(shè)計(jì)的是機(jī)床的整體外觀形象,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師只是單從結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)機(jī)床的功能,整體機(jī)床設(shè)計(jì)需要結(jié)構(gòu)工程師和工業(yè)設(shè)計(jì)師聯(lián)手完成。工業(yè)設(shè)計(jì)師需要完成的工作除了機(jī)床的分塊設(shè)計(jì)之外,還必須有所拓展,比如機(jī)床防護(hù)罩鈑金零件的設(shè)計(jì),以此確保結(jié)構(gòu)工程師能夠充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須充分理解鈑金分塊對(duì)機(jī)床整體設(shè)計(jì)的重要作用,將防護(hù)罩鈑金零件的分塊看做是工業(yè)設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)工程師連接的紐帶。綜合考慮機(jī)床設(shè)計(jì)造型的幾個(gè)難點(diǎn)和重要因素,以下是機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中必須重視的幾個(gè)方面。
1.1鈑金零件結(jié)構(gòu)對(duì)分塊的影響
原則一是螺釘不能裸露在機(jī)床的表面。數(shù)控機(jī)床的防護(hù)罩一般采用螺紋相連接,使用螺紋連接能夠使防護(hù)罩較容易的從機(jī)床上拆卸下來(lái),然而從外觀的整體美觀角度看,螺釘外漏影響整體美觀。
原則二是板材的毛邊不外露。防護(hù)罩鈑金零件的螺釘通常安裝在零件的內(nèi)折邊處。折疊最外側(cè)的邊緣一方面能夠增強(qiáng)防護(hù)罩的保護(hù)能力,增大其安全性,另一方面將螺釘安裝在折疊處能夠有效的保護(hù)螺釘。
原則三是防護(hù)罩的接縫處要與棱邊分離開(kāi)來(lái)。如果結(jié)合縫與棱邊相重合,那么必然會(huì)有一側(cè)的鈑金零件會(huì)裸露在外面。
原則四是兩塊鈑金零件結(jié)合縫不能位于曲面上。找正曲面的零件時(shí)需要考慮的因素很多,每個(gè)零件在曲面上的位置安裝要嚴(yán)絲合縫。如果安裝的有誤差,一方面機(jī)床的外觀會(huì)受到影響,另一方面在接下來(lái)的安裝中難度也會(huì)增加。
原則五是三條結(jié)合縫不能同時(shí)在一點(diǎn)相交。由于鈑金零件的結(jié)合工藝難度很大,兩條以上的結(jié)合縫在操作上難度非常大,一旦出現(xiàn)操作上的細(xì)小偏差,很容易出現(xiàn)結(jié)合縫的偏轉(zhuǎn)甚至斷裂。因此可以選擇將結(jié)合縫的交匯點(diǎn)分布到零件的不同部位,以此降低存在誤差的可能性。
1.2成型設(shè)備對(duì)分塊的影響
數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩一般采用類似10、15、20這樣的冷軋板,這些型號(hào)的冷軋板的質(zhì)量存在保證,值得注意的是,防護(hù)罩鈑金零件展開(kāi)的尺寸要小于冷軋板的尺寸。盡量的減少板材的實(shí)用數(shù)量。
加工數(shù)控機(jī)床防護(hù)罩時(shí)往往會(huì)采用手工的形式,這是因?yàn)閷?shí)用模具加工出的零件采用的是標(biāo)準(zhǔn)化形式,而在鈑金分塊時(shí)需要考慮的因素很多,比如數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的最大加工幅面和最大刀口寬度等,手工操作的靈活性較高,能夠隨時(shí)做出調(diào)整。
由于在制造過(guò)程中一般采用手工操作,精準(zhǔn)程度較低,所以在加工機(jī)床防護(hù)罩鈑金零件的時(shí)候要注意鈑金零件分塊的大小程度。如果鈑金零件分塊的尺寸過(guò)大,在接下來(lái)的加工過(guò)程中其他零件的裝配難度系數(shù)會(huì)相應(yīng)提高,鈑金零件的接縫處不易對(duì)齊,在視覺(jué)上影響機(jī)床的美觀程度。如果鈑金零件分塊的尺寸過(guò)小,那么使用的零件數(shù)量就會(huì)提高,累計(jì)的誤差值也會(huì)相應(yīng)增大。這些誤差積累起來(lái)會(huì)造成防護(hù)罩表面凹凸不平。
2 結(jié)合縫與整體風(fēng)格的關(guān)系
2.1視覺(jué)的穩(wěn)定性
在傳統(tǒng)的機(jī)床造型設(shè)計(jì)中,依靠的是防護(hù)門(mén)下的兩個(gè)對(duì)稱鈑金零件承擔(dān)支撐作用。由于其呈對(duì)稱分布,由于結(jié)合縫的關(guān)系肉眼看來(lái)機(jī)床在工作過(guò)程中產(chǎn)生的勢(shì)能要施壓在結(jié)合縫處,給人不安全感。如果將鈑金零件的數(shù)量增加至三個(gè),一方面在造型上與機(jī)床的整體造型統(tǒng)一,另一方面由于三角形的穩(wěn)定性原理,會(huì)給人以穩(wěn)定感。
2.2形面的簡(jiǎn)潔性
以往的機(jī)床設(shè)計(jì)會(huì)將結(jié)合縫安排在機(jī)床的正面,肉眼看來(lái)將機(jī)床分裂成了兩個(gè)部分,如果將兩處結(jié)合縫分別安放在機(jī)床的兩側(cè),一方面顯得較為對(duì)稱,另一方面也不會(huì)破壞機(jī)床的整體美感,顯得整個(gè)機(jī)床的簡(jiǎn)潔程度大大提高。
3 機(jī)床ICAID系統(tǒng)中的鈑金分塊
數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)庫(kù)分為造型知識(shí)庫(kù)和結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)。在機(jī)床造型設(shè)計(jì)過(guò)程中,造型設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師都能在ICAID系統(tǒng)中找到所需要的知識(shí)。由于造型設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二者不可分割,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須考慮到對(duì)方的設(shè)計(jì),因此通過(guò)數(shù)控機(jī)床ICAID系統(tǒng),兩類設(shè)計(jì)師除了學(xué)習(xí)到自己領(lǐng)域的知識(shí)外,還能了解到對(duì)方設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。
防護(hù)板鈑金零件分塊程序是ICAID系統(tǒng)中最為重要和關(guān)鍵的部分,系統(tǒng)中鈑金零件分塊程序依靠的算法是結(jié)合縫的結(jié)合原理。因此,在確定機(jī)床的外觀形狀之后,防護(hù)罩幾何形體的棱線、對(duì)稱軸線、曲面母線,以及色彩方案中色塊的邊界線等都是首先被計(jì)算出來(lái)的項(xiàng)。
由線及面,在確定了各個(gè)鈑金分塊的邊界線后緊接著要確定的是由這些線生成的不同網(wǎng)格,如等比例網(wǎng)格、黃金分割網(wǎng)格、均方根網(wǎng)格等。
通過(guò)上述算法生成設(shè)計(jì)方案會(huì)有不同幾種,在實(shí)際操作中,設(shè)計(jì)師要依靠自身經(jīng)驗(yàn)和不同機(jī)床設(shè)計(jì)的特殊要求,在幾種不同的生成方案中選擇出最終的機(jī)床造型設(shè)計(jì)的鈑金分塊方案。